太陽系の混乱: 木星と土星がどのようにしてすべてを台無しにしたのか

太陽系には、その名を冠した星に加えて、太陽系を周回するすべての惑星、その自然衛星、準惑星、彗星、小惑星、さらにはガスや塵の粒子などの小天体が含まれます。太陽の周りを回るすべてのものは太陽系の一部です。私たちはこれが今日どのようになるかを知っています。学生時代の教科書に載っていた画像か、最後に見た宇宙ドキュメンタリーで紹介された画像が思い浮かびます。私たちはこれを普通のこととして受け入れていますが、数十億年前、太陽系の惑星とその位置はまったく違って見えました。

太陽系の惑星とそれらがかつて形成された場所

ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）の科学者たちは、太陽系の惑星の元の形成場所を復元した。 2 つの巨大ガス惑星である木星と土星は、明らかに非常に早い時期に形成され、重力的に安定した軌道に留まるために成長するにつれて太陽からの距離が変化しました。そうすることで、それらはまた、当時形成されつつあった他の惑星体の膨大なシャッフルにも影響を与えました。

太陽系で惑星が形成された場所を復元するために、LLNL チームはさまざまな隕石グループの同位体組成を調べました。これらはすべて、火星と木星の間の軌道にある小惑星帯から来ています。 「巨大惑星の移動によって引き起こされた初期太陽系の大幅な再構成により、惑星体がどこで形成されたのかについての私たちの理解が複雑になっています」とLLNL博士研究員で論文の筆頭著者であるヤン・レンダー氏は言う（SciTechDaily 経由）。

「小惑星帯からの隕石の組成を調べることで、それらの母天体は初期の太陽系の非常に異なる場所からの物質から降着したに違いないと判断できました」と彼は続けます。惑星体の起源物質を追跡するには、惑星体の降着中に作成された痕跡が必要です。元素合成起源の同位体異常は、これらの痕跡がこれらの惑星体が降​​着する実際の建築材料の指紋を表すため、強力なツールとなります。

復興には新たな手法が必要

「太陽系が最初にどのようなものだったのかを知りたければ、この原始構造を再構築するツールが必要です」と、この研究の共著者であるLLNL宇宙化学者グレッグ・ブレネカは説明する。 「私たちは、隕石の同位体の特徴を利用して、太陽系の形成当時の様子を再現する方法を発見しました。」

科学者らは玄武岩質のエイコンドライトをサンプリングし、元素ネオジムとジルコニウムの元素合成同位体の特徴を測定した。得られたデータは、他の元素ですでに観察されている核合成の特徴と相関していました。これは、このプレソーラー物質が初期の太陽系全体に勾配として分布していたことを示しています。

「これらの同位体の特徴を太陽系再構成の他の代替物と比較することにより、惑星体の元々の形成場所とその現在の位置との間の関連性を確立します」とレンダー氏は明らかにする。これらの測定は、「親隕石の降着軌道を『宇宙位置特定』することによって」太陽系の惑星の原初の位置を再構築するのに役立つだろう。 他のミッションでは、太陽系をより詳細に探索するという任務も設定されています。